биомолекула.ру. Взгляд изнутри.
 

Логин:
Пароль:


Упреки в нарциссомике

[17 марта, 2012 г.]

Последнее десятилетие в биологических науках было ознаменовано взрывным развитием геномных технологий и появлением способов собирать почти астрономические объемы данных о молекулярных особенностях организма. Однако ученые до сих пор не могут похвастать тем, что ориентируются в этом океане данных, хотя в нем, несомненно, «растворена» информация о предрасположенности к заболеваниям и другие важные для медицины, здравоохранения и даже криминалистики сведения. Американские исследователи положили начало по-настоящему персональной геномике, идентифицировав на основе анализа огромного количества молекулярной информации начинающийся у своего руководителя сахарный диабет 2-го типа.

Даже самые ярые приверженцы газет, продающихся в пригородных электричках, в курсе того, что мы живем в постгеномную эру (хотя самое меньшее, с чем столкнется в этой электричке произнесший такое непопулярное слово, это вращательный жест пальцем около виска) [1]. В наши дни прочесть полную геномную последовательность человека лишь немногим сложнее, чем во времена Остапа Бендера — подделать советский паспорт, учитывая развитие печатного дела на Западе [2]. Однако нельзя не отметить, что при современном развитии геномного дела на Западе, технология пока намного опережает свои потенциальные применения: прочесть-то геном можно, но вот извлечь из него полезную информацию едва ли кому удавалось, если говорить о такой растиражированной в СМИ пользе, как персонализованная медицина.

Это, конечно, не значит, что среди достижений геномики нет таких, которые были бы понятны самой широкой аудитории: ведь генетический анализ выявил наследственные компоненты не только многих заболеваний, но и таких, казалось бы, отнюдь не механистических вещей, как поведение [4] (в том числе преступное [5]!) или вредные привычки [6].

Однако того, чего общественность ожидает от развития геномных проектов больше всего — а именно, персонализованной медицины (индивидуального прогноза заболеваемости и индивидуального лечения), — пока не видно. И дело не только в том, что секвенирование генома стоит пока отнюдь не копейки, а соответствующие стандарты в здравоохранении отсутствуют. Проблема в том, что ученые не могут «отделить зерна от плевел» и получить ту несложную, в общем-то, информацию, которой все и ждут: болен ли человек и грозит ли ему какое-то заболевание в будущем? Ведь лечить запущенные заболевания сложнее многократно, а, значит, ранний диагноз — это одно из наиболее революционных новшеств в здравоохранении, которые сулит персональная геномика.

Когда «персональная» геномика станет персональной

По-настоящему персональной геномика стать все никак не может. Пока что приходится довольствоваться исследованиями по генетической ассоциации, где на основе анализа генома сотен или тысяч пациентов делаются довольно-таки скромные выводы о том, что такое-то заболевание в 5% случаев сцеплено с частотой такого-то генетического аллеля [7].

Но вот запахло ветром перемен — по крайней мере, западные СМИ заговорили о первой работе, являющейся примером действительно персональной геномики. Консорциум американских молекулярных биологов, анализировавший не только геном, но и большой массив других молекулярных данных одного пациента, позволил выявить у него сахарный диабет 2 типа в очень ранней стадии, что дает ему реальный шанс сохранить здоровье до старости, несмотря на неизлечимость этого заболевания [8].

Остроты истории добавляет то, что пациентом (называемым в статье скромно добровольцем IRB-8629) был руководитель исследования — Майкл Снайдер (Michael Snyder), генетик с медицинского факультета Стэнфорда (Калифорния, США). За то, что группа под руководством Снайдера настолько пристально исследовала самого Снайдера, один остроумный генетик окрестил подход «нарциссомикой», намекая на древнегреческий миф о Нарциссе.

Когда один важнее, чем много

Как уже было сказано, от исследования генетической ассоциации (Genome-wide association study) не так уж много толку, когда речь идет о здоровье конкретного человека. Так что сила работы Снайдера именно в том, что помочь удалось конкретному человеку, вовремя вооружив его информацией о грозящей болезни.

Ученые назвали использованный ими подход iPOP (integrative personal omics profile) — интегративный персональный профиль «-омик»*. Он включает в себя определение полной последовательности ДНК, матричных и микро-РНК, а также уровня синтеза белков, различных метаболитов и аутоантител (см. рисунок). Этот профиль определяли 20 раз в течение 14-месячного периода, в начале которого научный руководитель работы еще считал себя безукоризненно здоровым. В результате анализа сотен гигабайт собранной информации Снайдеру был преподнесен сюрприз: предрасположенность к несахарному диабету (диабет 2-го типа), хотя никто из его родственников не страдает и не страдал от этой болезни.

* — Под «-омиками» в англоязычной научной литературе понимают научно-технологические подходы, позволяющие исследовать какой-либо молекулярный аспект целиком, например: геномика, протеомика, транскриптомика, липидомика, метаболомика и т.д.

Как выглядит «нарциссомика»: часть исследований, проведенных на Снайдере. Наблюдение продолжалось 726 дней, и в течение этого времени Снайдер перенес две вирусные инфекции и у него начался несахарный диабет. Ему отсеквенировали ДНК, неоднократно секвенировали транскриптóм (матричную РНК и микро-РНК), чтобы следить за активностью генов и редактированием молекул РНК, неоднократно профилировали протеóм (определяли, какие белки и в каком количестве содержатся в клетках), определяли концентрации метаболитов и наличие в крови аутоантител. Кроме того, он постоянно проходил «стандартные» медицинские обследования.
На диаграмме показано картирование собранной информации по хромосомам (снизу вверх): идеограмма хромосомы, геномные (на голубом фоне), транскриптомные (на желтом фоне) и протеомные данные (на лиловом фоне). Так удалось установить, активность каких генов существенно меняется в процессе вирусной инфекции. Внутреннее транскриптомное кольцо (также желтое) показывает места редактирования мРНК и гетероаллельные варианты.

И действительно: не успели 400 дней исследования подойти к концу, как концентрация сахара в крови Снайдера начала повышаться, с чем он успешно справился, резко изменив образ жизни, начав соблюдать диету и сбросив вес. Всем бы так.

Конечно, есть и более простые способы диагноза диабета (возраст за 40 и полнота уже являются факторами риска), но здесь важно другое: ученые получили возможность наблюдать на молекулярном уровне самое начало заболевания, и сумели связать его с неизвестным ранее изменением активности генов и активацией биохимических путей.

Другой американский специалист по молекулярной генетике — Джордж Чёрч (George Church), инициатор и участник проекта «100 тысяч геномов», — уверен, что исследования в этом направлении необходимо продолжать: «В медицине есть принцип: „лечить не болезнь, а пациента“. И нам стоит ориентироваться на то же» [9].

Снайдер уверен, что времена, когда в листке с анализами значится 5–10, редко больше, показателей, постепенно отходят в прошлое. Современные технологии могут анализировать намного более широкий спектр данных — в его случае, речь идет условно о трех миллиардах молекулярных «измерений». Предприимчивые ученые уже открыли в Пало-Альто компанию Personalis, которая займется внедрением концепции в жизнь.

Предупрежден — значит вооружен

Страховая компания Снайдера, как только узнала о том, что у него диабет (Cell они прочли, что ли?), немедленно подняла ему взносы. Но тот не в обиде, потому что справедливо считает, что дешево отделался. С тех пор, как эти результаты начали докладываться на конференциях, Снайдеру надавали массу советов, как жить с диабетом припеваючи, так что он еще поработает.

Литература

  1. биомолекула: «Геном человека: как это было и как это будет»;
  2. биомолекула: «Перевалило за тысячу: третья фаза геномики человека»;
  3. биомолекула: «Код жизни: прочесть не значит понять»;
  4. биомолекула: «Слово о генетике поведения»;
  5. биомолекула: «В тюрьму за гены»;
  6. биомолекула: «Спасибо, дорогой Минздрав, что предупредил!»;
  7. биомолекула: «Загадочная генетика „загадочной болезни кожи“ — витилиго»;
  8. Chen R., Mias G.I., Li-Pook-Than J., Jiang L., Lam H.Y.K., Chen R., Miriami E., Karczewski K.J., Hariharan M., Dewey F.E., Cheng Y., Clark M.J., Im H., Habegger L., Balasubramanian S., O’Huallachain M., Dudley J.T., Hillenmeyer S., Haraksingh R., Sharon D., Euskirchen G., Lacroute P., Bettinger K., Boyle A.P., Kasowski M., Grubert F., Seki S., Garcia M., Whirl-Carrillo M., Gallardo M., Blasco M.A., Greenberg P.L., Snyder P., Klein T.E., Altman R.B., Butte A.J., Ashley E.A., Gerstein M., Nadeau K.C., Tang H., Snyder M. (2012). Personal Omics Profiling Reveals Dynamic Molecular and Medical Phenotypes. Cell 148, 1293–1307;
  9. Nature News — «The rise of the ‘narciss-ome’».

Автор: Чугунов Антон.

Число просмотров: 888.

Вернуться в раздел «Новости»

Комментарии

(Оставить комментарий) (показывать сначала старые комментарии)

Re: Упреки в нарциссомике

Иван — 25 марта, 2012 г. 02:40. (ссылка) (свернуть ветвь)

В этом и заключается достаточно большой недостаток персональной медицины: страховые компании на основе этих данных могут повышать цены на свои услуги, что не совсем справедливо в случае страхования здоровья, на мой взгляд.

(ответить)

GINA

Чугунов Антон — 25 марта, 2012 г. 13:12. (ссылка)

На самом деле, в США уже несколько лет как принят федеральный закон Genetic Information Nondiscrimination Act (GINA), который, по идее, направлен как раз против дискриминации по генетическому признаку. Так что инфа насчет того, что Снайдеру подняли платежи, нуждается в более пристальном рассмотрении, вряд ли там что-то противозаконное.

(ответить)

Яндекс.Метрика

© 2007–2015 «биомолекула.ру»
Электропочта: info@biomolecula.ru
О проекте · RSS · Сослаться на нас

Дизайн и программирование —
Batch2k15.

Сопровождение сайта — НТК «Биотекст».

Условия использования сайта
Об ошибках сообщайте вебмастеру.